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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.2.2机械能（含答案）
一、选择题
1．毛泽东的《沁园春 雪》气势磅礴，其中有一句“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。”从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是（　　）
A．动能转化为重力势能 B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为动能 D．动能转化为弹性势能
2．荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从A点自由出发，经过最低点B和与A点等高的C点，到达右侧最高点D返回。经测量，D点高于A点和C点。晨光同学从A到D的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．A点和D点机械能相等
B．在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化
C．小明能从A点到达D，是因为受到惯性
D．到达C点时的速度大于A点的速度
3． 下列说法中不正确的是（）
A.在平衡力作用下运动的物体机械能一定保持不变
B.在空中下落的排球，运动的越来越快，排球增加的动能是由重力势能转化来的
C.加速运动的皮球，其机械能可能在不断减少
D.在水平路面上向右运动的物体，所受摩擦力的方向有可能水平向右
4．如图所示，在蹦床运动中，A点是运动员到达的最低点，B点是蹦床恢复原状的位置。运动员从A点运动到B点的过程中（不计空气阻力），下列判断正确的是（　　）
A．蹦床的弹性势能全部转化为运动员的动能
B．蹦床的弹性势能全部转化为运动员的重力势能
C．运动员的机械能保持不变
D．运动员的机械能逐渐增大
5．将一只乒乓球从O点由静止释放，竖直下落撞击到升降台上，弹起的最高点为M；若只将升降台升高至图乙位置，乒乓球下落弹起后到达的最高点为N，不计碰撞过程中的能量损失。则N点（　　）
A．在M点的下方 B．与M点重合
C．在M点和O点之间 D．与O点重合
6．如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①④ B．③④ C．①③④ D．②③④
7．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（　　）
A．动能减小，势能不变，机械能不变 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能减小，势能增大，机械能不变 D．动能不变，势能增大，机械能减小
8．古代战争中，军队用投石车投出巨石攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．巨石在上升过程中动能不断增大
B．巨石在最高点时动能为零
C．巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D．巨石在下降过程中重力势能不断减小
9．如图所示为单板滑雪大跳台比赛时运动员在空中运动的轨迹，其中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员从a处到b处，重力势能转化为动能
B．运动员从b处到d处，动能逐渐减小
C．运动员在a处和c处的重力势能相等
D．运动员在b处时的机械能最大
10．如图表现了撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。下面关于撑杆跳运动员在这几个阶段中能量的转化情况的说法不正确的是（　　）
A．运动员在起跳前进行一段助跑，获得大量的动能
B．运动员起跳后，他的身体不断上升，助跑获得的动能都转化为运动员的重力势能
C．当运动员上升到一定高度时，撑杆的弹性势能不断释放，促使运动员不断上升，同时重力势能不断增加
D．当运动员越过横杆下落的过程中，他的重力势能被转化为动能
二、填空题
11．用细线悬挂的小球从图所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 　 　下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 　 　小球在最高点所具有的势能。（填“大于”、“等于”或“小于”）
12．中国女篮获世界杯亚军，振奋全国人民。如图1所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 　 　点动能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能
　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。整个过程能量的总量 　 　（选填“守恒”或“不守恒”）。
13．小听用力斜向右上方抛出一个小球。小球离手后运动轨迹如图1所示，它在落回地面过程中，先后经过M、N和S三点，其中M、S两点的能量如图2所示。则M、S两点位置关系可能是 　 　（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”），N点机械能大小范围可能是 　 　J；小球到最高点时，若所受的力全部消失，则小球将 　 　（选填“静止”“匀速直线运动”或“曲线运动”）。
14．如图所示，轨道AOB由光滑金属杆组成，其中A点的高度H大于B点的高度h。让小球从端点A由静止释放，沿轨道AOB运动，到达B点后离开轨道（不计空气阻力），曲线a、b、c、d是小球离开轨道上的B点后可能的运动轨迹。其中曲线b的最高点与A点相平，则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 　 　，你的理由是：　 　。
15．小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能的随时间变化的图形，并说明理由。 　 　（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力）
16．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0．t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图象如图乙所示。回答下列问题。
（1）0～t1这段时间内，说明小球的动能和重力势能变化及理由。
（2）说明弹性势能最大的时刻及理由。
答案
1．解：将弓拉弯时，人对弓做功，弓形状发生改变，产生了弹性势能；松手后，恢复原状态的弓对箭做功，使箭的速度变大，即增加了箭的动能。因此，从能量转化的角度来看，弯弓射箭的过程是弹性势能转化成动能。选项B符合题意。
故选：B。
2．解：
ACD、由题意和图示可知，他从A点自由出发（初速度为0、动能为0），经过最低点B和与A点等高的C点，到达右侧最高点D，D点高度大于A点，则此时人的重力势能大于A点时的重力势能，且人在D点时速度也为0、动能为0，而C点的速度不为0，所以到达C点时的速度大于A点的速度；因机械能等于动能与势能之和，所以可知A点和D点机械能不相等，且人在D点时机械能更大，故A错误、D正确；
人站在秋千上，不靠外力做功，而秋千越荡越高，是因为荡秋千的人不断调节了重心的位置（最低点时蹲下、最高点时站起来），并将人的生物质能转化为机械能，所以从A点到D点，人的机械能增加；整个过程中，有化学能、机械能与内能之间相互转化，故B错误；
B、小明能从A点到达D，是因为小明具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性，故C错误。
故选：D。
3．A、在竖直方向上匀速运动的物体，动能不变，重力势能在改变，故它的机械能在改变，所以A不正确；
B、排球抛出从空中下落的过程，高度减小，重力势能减小，排球的重力势能转化为动能，所以B正确；
C、皮球下落过程中，皮球和空气之间存在摩擦，
克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减少，
内能增大，所以c正确；
D、人在水平路面上向右行驶的汽车，驱动轮相对于地面有向后的运动趋势，因此驱动轮所受的摩擦力的方向与汽车的前进方向相同，所以驱动轮的摩擦力方向向右，所以D正确.
故选A.
4．解：运动员从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变大，则重力势能变大；蹦床的形变程度变小，弹性势能逐渐变小；
在A点时，弹力大于重力，运动员向上做加速运动，运动员质量不变，动能逐渐变大；蹦床的弹力会逐渐变小，当弹力等于重力时，速度最大，继续运动，弹力小于重力，运动员做减速运动，故此过程中，动能先变大后变小。
综上分析可知，蹦床的弹性势能一部分转化为运动员的动能，一部分转化为运动员的重力势能，所以不计空气阻力，运动员的机械能变大，故只有D正确。
故选：D。
5．解：由图甲、乙可知，刚开始的位置相同，故机械能相同，但是两图对比可知，乙图中小球与升降台的距离小，故在上升下降过程，克服摩擦阻力做功比甲图中的小球做功少，故比甲图中的小球上升的高，由于要克服摩擦消耗机械能，故不可能回到原来的位置，故N点在M点和O点之间，故ABD错误，C正确。
故选：C。
6．解：
（1）小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小（但不为零，仍有向右的速度），动能最小（不为零），下落的过程中，速度越来越大，则动能越来越大；
所以，动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小（不为零），后又增大，故图①错误，图②正确。
（2）小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。
所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零，故图③正确，
由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图④正确。
故选：D。
7．解：跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，质量不变，匀速下落，所以动能不变；下落高度减小，重力势能减小，因此机械能减小。
故选：B。
8．解：A、巨石运动过程中，上升阶段，速度减小，动能减小；故A错误；
B、巨石在最高点时仍保持一定的速度运动，动能不为零；故B错误；
CD、巨石下落过程速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；故C错误，D正确。
故选：D。
9．解：A．运动员从a处到b处，高度增大，重力势能增大，速度减小，是动能转化为重力势能，故A错误；
B．运动员从b处到d处，是下降过程，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能逐渐增大，故B错误；
C．运动员在a处和c处的高度相同，质量相等，故重力势能相等，故C正确；
D．不计空气阻力，运动员在整个过程中的机械能保持不变，都相等，故D错误。
故选：C。
10．解：A、运动员在起跳前进行一段助跑，速度增大，因而获得大量的动能，故A正确；
B、运动员起跳后，他的身体不断上升，但助跑获得的动能并没有都转化为运动员的重力势能，还有一部分转化为弹性势能，以及与空气摩擦的内能，故B错误；
C、当运动员上升到一定高度时，撑杆的弹性势能不断释放，促使运动员不断上升，同时重力势能不断增加，故C正确；
D、当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，故D正确。
故选：B。
11．解：如图所示，用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么机械能守恒，所以小球在最高点的势能等于下降至最低点的动能；
小球在摆动过程中，除重力做功外，还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，有一部分转化为内能，但是仍旧遵从能量守恒定律，所以在摆动过程中由于摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。
故答案为：等于；等于。
12．解：离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。
根据篮球在等高点B和D的能量柱状图可知，篮球在B点和D点重力势能相等，在D点的动能小于在C点的动能，动能和势能统称为机械能，则篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。根据能量守恒定律可知，整个过程能量的总量守恒。
故答案为：A；大于；守恒。
13．解：由图2可知M点的动能EMk＝0.4J，重力势能EMp＝0.8J，则M点的机械能EM＝EMk+EMp＝0.4J+0.8J＝1.2J，S点的动能ESk＝0.6J，重力势能ESp＝0.4J，则S点的机械能ES＝ESk+ESp＝0.6J+0.4J＝1J，因为EMp＞ESp，所以M点的高度大于S点的高度，即M在上S在下，又因为EM＞ES，由于小球在运动过程中受到空气阻力作用，机械能越来越小，所以先经过M点再经过S点，故M、S两点位置关系可能是甲、乙；
因为N点在M和S点之间，所以N点的机械能可能为1～1.2J之间；
由牛顿第一定律可知，物体在不受力的时候，小球将做匀速直线运动。
故答案为：甲、乙；1～1.2；匀速直线运动。
14．解：AOB是光滑轨道，不计空气阻力，则在运动过程中小球的机械能守恒，且小球在A点时速度为0，所以小球离开B点后到达的高度不可能超过A点的高度；如果小球能到达的高度等于A点的高度，则此时小球的速度为0，在重力作用下会自由下落，故运动轨迹b不符合实际；因小球离开B点后由于惯性会继续向斜上方运动，同时小球在空中受到重力的作用，所以运动轨迹c最符合实际。
故答案为：c；小球离开B点后由于惯性会继续向斜上方运动，同时小球在空中受到重力的作用竖直向下运动。
15．解：小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，小球的质量不变，速度变大，动能变大；从B到C的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小；从C到A的过程中，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，动能变大。因为小球不受阻力作用，所以小球在整个过程中机械能守恒。如图所示：
故答案为：如上图；理由：小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，小球的质量不变，速度变大，动能变大；从B到C的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小；从C到A的过程中，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，动能变大。
16．解：（1）t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放；t1时刻时，电流表示数为I0，表示压力传感器不受力，也就是小球没有落在弹簧上，小球处于下落状态，在此过程中，小球质量不变，速度不断变大，高度不断降低，所以不计能量损失，重力势能转化为动能，并且减小的重力势能等于增大的动能。
（2）t2时刻时，电流表示数最大，表示压力传感器的电阻阻值最小，表明压力传感器受到的压力最大，说明此时小球把弹簧压缩到最低点，弹簧的弹性形变程度最大，弹性势能最大。
答：（1）小球的动能和重力势能变化：重力势能转化为动能，并且减小的重力势能等于增大的动能；
t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放；t1时刻时，电流表示数为I0，表示压力传感器不受力，也就是小球没有落在弹簧上，小球处于下落状态，在此过程中，小球质量不变，速度不断变大，高度不断降低，所以不计能量损失，重力势能转化为动能，并且减小的重力势能等于增大的动能。
（2）弹性势能最大的时刻为t2时刻；t2时刻时，电流表示数最大，表示压力传感器的电阻阻值最小，表明压力传感器受到的压力最大，说明此时小球把弹簧压缩到最低点，弹簧的弹性形变程度最大，弹性势能最大。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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